(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動軸（14）が設けられ、該回動軸（14）が互いに平行となるように配列され、且つ、互いに近接して配列された複数の太陽光パネル（11a,11b）と、太陽の向きに応じて上記太陽光パネル（11a,11b）を上記回動軸（14）の軸周りに回動させる駆動機構（20）とを備えた太陽光パネルユニットであって、
上記駆動機構（20）は、上記太陽光パネル（11a,11b）の配列方向において奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）と偶数番目の太陽光パネル（11a,11b）とで異なる回動角が設定され、該回動角で上記太陽光パネル（11a,11b）を回動させ、
発電時に、上記奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）と偶数番目の太陽光パネル（11a,11b）のうち、一方は太陽に正対するように回動角が設定され、他方は太陽の向きとは反対方向へ向くように回動角が設定され、
上記複数の太陽光パネル（11a,11b）の配列方向の幅は、太陽に正対するように回動角が設定された奇数番目または偶数番目の太陽光パネル（11a,11b）よりも、太陽の向きとは反対方向へ向くように回動角が設定された偶数番目または奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）が短い
ことを特徴とする太陽光パネルユニット。
【請求項２】
請求項１において、
上記奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）は太陽に正対するように回動角が設定され、上記偶数番目の太陽光パネル（11a,11b）は太陽の向きとは反対方向へ向くように回動角が設定されている
ことを特徴とする太陽光パネルユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の太陽光パネルが配列された太陽光パネルユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、太陽光パネルと、該太陽光パネルを回動するためのアクチュエータとを備える太陽光パネルユニットが知られている。この太陽光パネルユニットでは、太陽光パネルの受光面を太陽の方向に追尾させるように、アクチュエータで太陽光パネルを回動させることで、太陽光パネルによる発電量を増やすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−３０１４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、発電量の増大を図るために、上述した太陽光パネルを屋根等に複数配列することが当然に考えられる。ところが、その場合、隣り合う太陽光パネルにおいて一方の太陽光パネルの影が他方の太陽光パネルに乗ってしまい、太陽光パネルの大きさの割には大して発電量を稼ぐことができないという問題があった。特に、太陽が東側または西側へ移動したとき（即ち、太陽の高度が低いとき）には、この問題が顕著となる。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽光パネルが複数配列される太陽光パネルユニットにおいて、太陽光パネルの発電効果を効果的に得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、回動軸（14）が設けられ、該回動軸（14）が互いに平行となるように配列され、且つ、互いに近接して配列された複数の太陽光パネル（11a,11b）と、太陽の向きに応じて上記太陽光パネル（11a,11b）を上記回動軸（14）の軸周りに回動させる駆動機構（20）とを備えた太陽光パネルユニットを前提としている。そして、上記駆動機構（20）は、上記太陽光パネル（11a,11b）の配列方向において奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）と偶数番目の太陽光パネル（11a,11b）とで異なる回動角が設定され、該回動角で上記太陽光パネル（11a,11b）を回動させるものである。
【０００７】
上記第１の発明では、例えば、奇数番目および偶数番目のうち、一方の太陽光パネル（11a,11b）は太陽に正対するように回動させ、他方の太陽光パネル（11a,11b）は隣の太陽光パネル（11a,11b）との間で互いに影が乗らないように回動させることで、隣り合う太陽光パネル（11a,11b）において、一方の太陽光パネル（11a,11b）の影が他方の太陽光パネル（11a,11b）に乗るのを抑制できる。
【０００８】
また、第１の発明は、発電時に、上記奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）と偶数番目の太陽光パネル（11a,11b）のうち、一方は太陽に正対するように回動角が設定され、他方は太陽の向きとは反対方向へ向くように回動角が設定されているものである。
【０００９】
この第１の発明では、例えば図２に示すように、奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）は太陽に正対するように回動させ、偶数番目の太陽光パネル（11a,11b）は隣の奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）との間で互いに影が乗らないように太陽の向きとは反対方向へ向くように回動される。これにより、隣り合う太陽光パネル（11a,11b）において、一方の太陽光パネル（11a,11b）の影が他方の太陽光パネル（11a,11b）に乗るのを抑制できると共に、太陽光が偶数番目の太陽光パネル（11a,11b）で反射して隣の奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）に当たる。
【００１０】
また、第１の発明では、上記複数の太陽光パネル（11a,11b）の配列方向の幅は、太陽に正対するように回動角が設定された奇数番目または偶数番目の太陽光パネル（11a,11b）よりも、太陽の向きとは反対方向へ向くように回動角が設定された偶数番目または奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）が短い。
【００１１】
上記第１の発明では、例えば図７に示すように、太陽の向きとは反対方向へ向くように回動角が設定された太陽光パネル（11a,11b）の幅が短いため、その分、太陽に正対するように回動角が設定された太陽光パネル（11a,11b）の幅が長くなる。太陽に正対する太陽光パネル（11a,11b）では、太陽に正対するため高効率で発電する。よって、本発明では、高効率で発電する太陽光パネル（11a,11b）の受光面積の割合が多くなり発電量が多くなる。
【００１２】
第２の発明は，第１の発明において、上記奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）は太陽に正対するように回動角が設定され、上記偶数番目の太陽光パネル（11a,11b）は太陽の向きとは反対方向へ向くように回動角が設定されている。
【００１３】
上記第２の発明では、奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）を太陽に正対させるようにした。つまり、配列方向の両端の少なくとも一方に位置する太陽光パネル（11a,11b）を太陽に正対させるようにした。そのため、例えば太陽が東側または西側へ移動した場合（即ち、太陽の高度が低くなった場合）でも、多くの太陽光を受光することが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）と偶数番目の太陽光パネル（11a,11b）とで異なる回動角を設定するようにした。そのため、例えば、奇数番目および偶数番目のうち、一方の太陽光パネル（11a,11b）を隣の太陽光パネル（11a,11b）との間で互いに影が乗らないように回動させることで、隣り合う太陽光パネル（11a,11b）において、一方の太陽光パネル（11a,11b）の影が他方の太陽光パネル（11a,11b）に乗るのを抑制できる。これにより、太陽光パネル（11a,11b）の発電効果を効果的に得ることができる。
【００１５】
また、第１の発明によれば、奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）と偶数番目の太陽光パネル（11a,11b）のうち、一方は太陽に正対するように回動角が設定され、他方は太陽の向きとは反対方向へ向くように回動角が設定される。そのため、隣り合う太陽光パネル（11a,11b）において、一方の太陽光パネル（11a,11b）の影が他方の太陽光パネル（11a,11b）に乗るのを抑制できると共に、太陽光が上記他方の太陽光パネル（11a,11b）で反射して隣の上記一方の太陽光パネル（11a,11b）に当たる。これにより、上記一方の太陽光パネル（11a,11b）の受光量を増大させることができる。その結果、太陽光パネル（11a,11b）の発電効果をより効果的に得ることができる。
【００１６】
また、第１の発明によれば、太陽の向きとは反対方向へ向くように回動角が設定された偶数番目または奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）の幅を短くするようにした。そのため、太陽に正対するように回動角が設定された太陽光パネル（11a,11b）の幅が長くなる。太陽に正対する太陽光パネル（11a,11b）では、太陽に正対するため高効率で発電する。したがって、本発明によれば、高効率で発電する太陽光パネル（11a,11b）の受光面積の割合を多くすることができ、その結果、発電量を増加させることができる。
【００１７】
また、第２の発明によれば、奇数番目の太陽光パネル（11a,11b）は太陽に正対するように回動角を設定し、偶数番目の太陽光パネル（11a,11b）は太陽の向きとは反対方向へ向くように回動角を設定するようにした。そのため、太陽の高度が低くなっても、より多くの太陽光を受光することが可能である。これにより、太陽光パネル（11a,11b）の発電効果をより効果的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、前提技術に係る太陽光パネルユニットの概略構成を示す図である。
【図２】図２は、前提技術に係る太陽光パネルを側方から視て示す図であって、（ａ）は第１太陽光パネルが南側を向いた状態の一例であり、（ｂ）は第１太陽光パネルが東側または西側を向いた状態の一例であり、（ｃ）は第１太陽光パネルが（ｂ）よりも東側または西側へ向いた状態の一例である。
【図３】図３は、前提技術に係る制御部の動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は、第２太陽光パネルの回動角を説明するための図である。
【図５】図５は、前提技術に係る太陽光パネルユニットの発電量を示す表である。
【図６】図６は、実施形態１に係る太陽光パネルを側方から視て示す図であって、（ａ）は第１太陽光パネルが南側を向いた状態の一例であり、（ｂ）は第１太陽光パネルが東側または西側を向いた状態の一例であり、（ｃ）は第１太陽光パネルが（ｂ）よりも東側または西側へ向いた状態の一例である。
【図７】図７は、第２太陽光パネルの幅を説明するための図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る第２太陽光パネルの幅と回動角制限値（追尾範囲）との関係を示す表である。
【図９】図９は、参考技術に係る太陽光パネルを側方から視て示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２０】
＜前提技術＞
本発明の前提技術について説明する。図１に示すように、本前提技術の太陽光パネルユニット（10）は、一般家屋等に設置される。太陽光パネルユニット（10）は、複数の太陽光パネル（11a,11b）と、駆動機構（20）と、制御部（30）とを備えている。なお、図示しないが、太陽光パネルユニット（10）では、太陽光パネルユニット（10）で発電した直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナが設けられている。
【００２１】
複数の太陽光パネル（11a,11b）は、太陽光により直流電力を発生させるものであり、一般家屋等の屋根に整列されて設置されている。各太陽光パネル（11a,11b）は略板状に形成され、その上側に太陽光の受光面を形成している。太陽光パネル（11a,11b）は、太陽光を受光面に受けることによって、直流電力を発生する。また、各太陽光パネル（11a,11b）の中央には、長手方向に延びる回動軸（14）が設けられている。複数の太陽光パネル（11a,11b）は、互いの回動軸（14）が等間隔で平行となるように配列されている。本前提技術において、複数の太陽光パネル（11a,11b）は、奇数番目に配置される第１太陽光パネル（11a）と、偶数番目に配置される第２太陽光パネル（11b）とに分類される。そして、隣り合う第１太陽光パネル（11a）と第２太陽光パネル（11b）とは、回動する際に互いに接触しない程度に近接している。
【００２２】
駆動機構（20）は、太陽光パネル（11a,11b）を回動軸（14）の軸周りに回動（駆動）させるためのものである。
【００２３】
図２に示すように、制御部（30）は、計算によって算出された太陽の方位に基づいて、第１太陽光パネル（11a）と第２太陽光パネル（11b）とで異なる回動角を設定する。駆動機構（20）は、制御部（30）で設定されたそれぞれの回動角で第１太陽光パネル（11a）と第２太陽光パネル（11b）を回動させる。具体的に、第１太陽光パネル（11a）は、太陽光に向かうように回動角Ｘが設定される。第２太陽光パネル（11b）は、その隣の第１太陽光パネル（11a）との間で互いに影が乗らないように、且つ、太陽の向きとは反対方向へ向くように、回動角Ｙが設定される。
【００２４】
具体的に、制御部（30）の動作について図３および図４参照しながら説明する。先ず、ステップＳＴ１では、制御部（30）によって、第１太陽光パネル（11a）の法線（図３では、電池法線という。）が太陽に最も近くなる回動角Ｘが算出される。この回動角Ｘは、緯度経度、日時、家屋の向きから一意的に算出される。ステップＳＴ２では、駆動機構（20）によって、第１太陽光パネル（11a）が回動角Ｘで回動される。
【００２５】
続いて、ステップＳＴ３では、制御部（30）によって、第２太陽光パネル（11b）の回動角Ｙが算出される。この回動角Ｘは、第２太陽光パネル（11b）が、隣の第１太陽光パネル（11a）に影を乗せないように、且つ、太陽の向きとは反対方向へ向くように、設定される。さらに、回動角Ｙは、第２太陽光パネル（11b）が太陽に最も近くなるようにも設定される。具体的に、回動角Ｙは次の式（1）〜（6）に示すように一意的に導出される。ここに、ＰはＰ＝1−0.5／cos(Ｘ)である。
【００２６】
【数１】
0005668605.tif 000002
【００２７】
【数２】
0005668605.tif 000003
【００２８】
【数３】
0005668605.tif 000004
【００２９】
【数４】
0005668605.tif 000005
【００３０】
【数５】
0005668605.tif 000006
【００３１】
【数６】
0005668605.tif 000007
【００３２】
ここで、−90度＜Ｙ＜＋90度なので、0＜cos(Ｙ)＜1である。また、ＸとＹは常に符号が逆（反転）である。この条件に合う解を選んで回動角Ｙを決める。
【００３３】
続いて、ステップＳＴ４では、駆動機構（20）によって、第２太陽光パネル（11b）が回動角Ｙで回動される。
【００３４】
このように制御することで、図２に示すように第１太陽光パネル（11a）および第２太陽光パネル（11b）が回動する。具体的に、図２（ａ）にあるように、太陽が南側へ移動したときには、回動角Ｘおよび回動角Ｙは略ゼロとなり、全ての太陽光パネル（11a,11b）が太陽へ向く状態となる。また、図２（ｂ）および（ｃ）にあるように、太陽が西側または東側へ移動したときには、回動角Ｘと回動角Ｙが互いに異なる値となり、各太陽光パネル（11a,11b）が回動する。これにより、隣り合う第１太陽光パネル（11a）および第２太陽光パネル（11b）において、一方の影が他方へ乗るのを回避することができる。なお、図２（ｃ）にあるように、太陽高度が低い日の出直後または日没直前は奇数番目同士でも影が乗ってしまう。この状態における第２太陽光パネル（11b）の回動角Ｙは、日の出直後はこの状態（奇数番目同士で影が乗る状態）が終わる直後の回動角Ｙにし、日没直前はこの状態になる直前の回動角Ｙにする。
【００３５】
以上の構成により、図５に示すように、従来の固定式（太陽の向きに追尾しない方式）の太陽光パネルユニットと比べて、屋根上電池総幅が同等であっても、年平均発電量および電池幅当たり発電量は大きくなる。また、従来の追尾式の太陽光パネルユニット（モデル１）と比べて、年平均発電量および電離幅当たり発電量は同等にすることができる。さらに、本前提技術によれば、奇数番目に配置した第１太陽光パネル（11a）において、影が乗らない分、従来よりも常に高効率で発電することができる。また、従来と比べて、常に太陽光パネル（11a,11b）の全面に太陽光が当たるため、部分的に影が乗って影の割合以上に発電量が低下するのを抑制できる。また、偶数番目の第２太陽光パネル（11b）は太陽の向きとは反対方向へ向くようにしたため、太陽光が第２太陽光パネル（11b）に反射して隣の第１太陽光パネル（11a）へ当たる。これにより、第１太陽光パネル（11a）の受光量が増大して、発電量が増加する。
【００３６】
なお、図５において、従来の追尾式のモデル１は太陽光パネルを間隔ゼロで配列したものであり、モデル２から４へいくに従って、影が乗るのを抑制すべく太陽光パネルの間隔を大きくしている。また、図５における「電池」とは太陽光パネルの意であり、その他の図においても同様である。
【００３７】
−前提技術の効果−
以上のように、上記前提技術によれば、奇数番目の第１太陽光パネル（11a）と偶数番目の第２太陽光パネル（11b）とで異なる回動角（回動角Ｘ、回動角Ｙ）を設定するようにした。具体的に、隣り合う第１太陽光パネル（11a）および第２太陽光パネル（11b）において、一方の影が他方に乗るのを回避するように第２太陽光パネル（11b）の回動角Ｙを設定するようにした。そのため、隣り合う太陽光パネル（11a,11b）において、一方の影が他方に乗るのを抑制することができる。これにより、太陽光パネル（11a,11b）の発電効果を効果的に得ることができる。
【００３８】
また、上記前提技術では、第１太陽光パネル（11a）が太陽に正対するように回動角Ｘを設定し、第２太陽光パネル（11b）が太陽の向きとは反対方向へ向くように回動角Ｙを設定するようにした。そのため、隣り合う太陽光パネル（11a,11b）において、一方の影が他方に乗るのを抑制できると共に、太陽光を第２太陽光パネル（11b）で反射させて隣の第１太陽光パネル（11a）に当てることができる。これにより、第１太陽光パネル（11a）の受光量を増大させることができ、発電量を増加させることができる。
【００３９】
また、上記前提技術では、配列方向の両端に位置する第１太陽光パネル（11a）が太陽に正対するように回動角Ｘを設定し、第２太陽光パネル（11b）が太陽の向きとは反対方向へ向くように回動角Ｙを設定するようにした。そのため、太陽の高度が低くなっても、より多くの太陽光を受光することが可能となる。したがって、太陽光パネル（11a,11b）の発電効果をより効果的に得ることができる。
【００４０】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態１は、図６に示すように、上記前提技術において第２太陽光パネル（11b）の幅を第１太陽光パネル（11a）の幅よりも小さくしたものである。
【００４１】
本実施形態では、第２太陽光パネル（11b）の幅を小さくすることで、その分、第１太陽光パネル（11a）の幅が大きくなる。つまり、第１太陽光パネル（11a）の受光面積が増加する。第１太陽光パネル（11a）は、太陽に正対するので高効率で発電する。このように、本実施形態では、高効率で発電する第１太陽光パネル（11a）の受光面積の割合が多くなる。その結果、発電量を増加させることができる。これにより、太陽光パネル（11a,11b）の発電効果をより効果的に得ることができる。
【００４２】
第２太陽光パネル（11b）の幅Ｂは以下のように設定される。ここでは、図７を参照する。第１太陽光パネル（11a）が回動角Ｘの制限値（追尾範囲）一杯まで回動した状態（第１太陽光パネル（11a）が図７に示す最大回動角まで回動した状態）で、第１太陽光パネル（11a）の影が次の第１太陽光パネル（11a）に乗らないように、第１太陽光パネル（11a）同士の間隔Ｌを設定する。次に、隣り合う第１太陽光パネル（11a）同士の間の中間に第２太陽光パネル（11b）を配置する。そして、全ての第１太陽光パネル（11a）および第２太陽光パネル（11b）を水平にした状態で、各太陽光パネル（11a,11b）の間隔がほぼゼロとなるように、第２太陽光パネル（11b）の幅Ｂが設定される。
【００４３】
第１太陽光パネル（11a）の回動角Ｘの制限値に対する第２太陽光パネル（11b）の幅Ｂの一例を図８の表に示す。ここで、図８において、「回動角制限値」は回動角Ｘの制限値を意味し、「奇数枚目電池幅」は奇数番目である第１太陽光パネル（11a）の幅（１ｍ）を意味し、「奇数枚目架台間隔」は第１太陽光パネル（11a）同士の間隔Ｌを意味し、「偶数枚目電池幅」は第２太陽光パネル（11b）の幅Ｂを意味する。本図から分かるように、回動角Ｘの制限値が大きくなるほど、第１太陽光パネル（11a）同士の間隔Ｌが大きくなり、第２太陽光パネル（11b）の幅Ｂが大きくなる。
【００４４】
なお、本実施形態の制御部（30）は、上記前提技術と同様に動作する。その他の構成、作用および効果は上記前提技術と同様である。
【００４５】
＜参考技術＞
本発明の参考技術について説明する。本参考技術は、図９に示すように、上記前提技術において、隣り合う第１太陽光パネル（11a）と第２太陽光パネル（11b）との間と、配列方向の両端に位置する第１太陽光パネル（11a）の外方端部に、帆布（40）を設けるようにしたものである。
【００４６】
こうすることにより、各太陽光パネル（11a,11b）の裏側へ風が回りにくくなる。そのため、強風に強い太陽光パネルユニット（10）を提供することができる。なお、帆布（40）に限らず網等を設けるようにしてもよい。その他の構成、作用および効果は上記前提技術と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上説明したように、本発明は、複数の太陽光パネルが配列された太陽光パネルユニットについて有用である。
【符号の説明】
【００４８】
10        太陽光パネルユニット
11a       第１太陽光パネル（太陽光パネル）
11b       第２太陽光パネル（太陽光パネル）
14        回動軸
20        駆動機構
【図１】
0005668605.tif 000008
【図２】
0005668605.tif 000009
【図３】
0005668605.tif 000010
【図４】
0005668605.tif 000011
【図５】
0005668605.tif 000012
【図６】
0005668605.tif 000013
【図７】
0005668605.tif 000014
【図８】
0005668605.tif 000015
【図９】
0005668605.tif 000016